你也能有一个两全其美的电源

2018-10-25 08:28:38葛林志
风能 2018年9期
关键词:格林威治远景风电场

文 | 葛林志

火电、核电、水电、光电、风电、生物质发电,哪类电源能让你既有眼前苟且的生存,又有诗和远方的生活?

8月初,一位在石油行业工作多年的朋友告诉笔者,说他要撤离北京,回家乡濮阳办个电厂,做做发电卖电的生意,有点悲情,也是一种新的活法。

本来,他一直想把北京的小房子换成大房子,但越来越高的房价让他彻底绝望了,所以就不想了。干脆把房子换成钱,回到乡下老家开始筹划他的分布式风电场。

他曾经像魔怔了一样,每当眺望城市璀璨的灯海,会莫名其妙地猜猜这些电力来自何方,甚至是哪种类型的能源。有时候还会想到,人类仰赖的煤炭和石油会造成令人心痛的生态污染。

他说他看到一篇微信文章后,跑到江苏江阴调研了远景能源的分布式风电项目,自发自用、余电上网,也可以全额上网。以前他在一份介绍欧洲社区清洁电力的资料上,看到过这样的电源模式,现在他决定试一试。

有时候,某些走在时代前面的人抵达的是不毛之地,但他不会,他的眼前是中国江阴零散土地上的彩色风电机组。即使竖起一台这样的机组,那也是在家乡搭建了发电和用电的一个新坐标。

电力由大一统向碎片化演进,这是一个时代的呼喊和趋势。但对他个人而言,却是一个关于未来的赌约,祝福他和他的分布式风电场能挣钱,有一个好的开始。

去哪儿投资先要看平准化度电成本导航地图

如果你也想有一个能挣钱的分布式风电场,不妨也到远景能源江阴分布式风电项目实地考察一番。在此之前,还是请你补充几点非专业人士的应知套路。

第一步,你想去哪儿投资可以先看看远景能源的风电平准化度电成本(LCOE)导航地图,这几乎就决定了你的投资是否选对地方。

中国这么大,一定有你的心仪之地,关键要看看那儿的平准化度电成本是不是适合分布式风电项目。只要你去查阅远景能源全国LCOE导航地图,立刻就知道哪儿是风电平准化度电成本的洼地。需要说明的是,远景能源LCOE导航地图为风电平价新时代而生,同时也向分布式风电开发释放了服务红利。

为什么远景能源要开发LCOE导航地图?风电进入平价新时代,开发商开发项目时需要综合考虑项目资源、容量、成本、运维等各类因素,风能资源图谱已不能满足需求。在这样的时代背景下,远景能源依托高性能计算与全国新能源数据库,实现了对全国首批主要省份LCOE地图的绘制,于今年8月发布风电LCOE地图。

从LCOE地图中可见,目前,内蒙古的LCOE最低,是平价上网潜力最大的地区;其后为中东部平原,是第二大LCOE洼地。这里本是传统的低风速地区,但由于近年来高塔筒、长叶片技术的兴起,该地区便成为能获取可观收益的宝地。再加上该地区地形相对简单,造价相对偏低,带来了比部分山地更高的投资收益。另外,该地区作为我国经济发展的中心地带,人口、GDP、用电量占全国的比例均超过1/3,负荷集中可以就近消纳。然而这一地区人口稠密、农田、城市、限高等因素限制了集中式风电发展,反而更适合分布式风电开发。

早在2014年,远景能源就发布了首张全国风能资源图谱,为风电项目开发提供资源导航,颠覆风电场宏观选址的传统模式,提升了国内风电项目由协议到实际落地的转化率。LCOE导航地图的生成只需要2周,但从风能资源图谱走到LCOE导航地图,远景能源用了4年时间。期间的技术攻关和数据积累,是局外人难以想象的。

的确,做出LCOE地图并非一日之功,不但要掌握电量、容量、选型选址、工程设计、造价等数字化模型,还有不同空间尺度和精细程度的数据应用。没有足够的工程设计案例和技术沉淀,以及基于超算的格林威治超强的计算能力,不可能完成如此使命。

简单来说,想去哪儿做分布式风电,你就看看远景能源的风电LCOE导航地图。比如想去河南,那你就查查河南LCOE地图,这事儿靠谱。

如何更快地做成一个分布式风电场

了解平准化度电成本后,就可以考虑第二步了,也就是怎么做成一个分布式风电场,比如要花多少钱,建多大容量等,邀请远景能源帮你办好这件事再合适不过。2018年夏天,远景能源格林威治平台就已完成了针对分布式应用场景的系统升级,意在用更大的价值成就分布式风电客户的生意。

简单来想,你可能认为分布式风电机位少,设计会比较简单,其实不然。

实际上,分布式风电带来了更多传统设计未曾遇见的场景,比如在前期缺少测风塔的情况下怎么进行风能资源评估;再比如,分布式风电政策鼓励县域级打捆上报,这时就会遇到多个机位点面对多个接入点的问题,由于排列组合太多,反会让人陷入不知所措的窘境;还有,诸如自发自用率的计算、多元化参与方的经济评价、电价底线的计算等,无不表明分布式风电的设计并不像想象的那么简单,反而在某些方面比集中式风电设计有更高的难度。

不过,格林威治一直在探索这些问题的解决方案。

对于缺少测风塔的评估,依据中尺度也好,短期激光测风也好,开发者最想明确知道的是,给出的风能资源风险到底有多大,又能让人对给出的风速有多大的信心,这些都是不确定因素。简单地说,就是能够基于量化的误差来作为下一步开发,或者针对风险采取措施的依据。格林威治的中尺度模块采用机器学习将误差量化,让开发者在获悉某个地域平均风速的同时,也知道该风速的不确定度,大大减小了无塔、仅使用中尺度数据给项目带来的潜在风险,让投资决策有了依据和支撑。

再比如,对于分布式风电接入的困惑,格林威治接入规划模块会先根据电网收资判定可接入的容量,再通过智能寻优算法从纷繁的排列组合中确定最优的分组接入和机组发电策略方案,以实现项目成本和投资收益优化,作为开发商申报电网接入的输入。

需强调的是,格林威治在智能设计方面的造诣远不止如此。如果你打算安装一台风电机组,格林威治会将塔筒基础与风能资源进行一体化设计;如果你打算安装几台风电机组,格林威治会将道路改造、吊装方案等综合能力赋予整场解决方案中。另外,通过风电场与机组定制化设计和协同载荷优化,格林威治既智能化降低了综合成本,又最大化地提升风电场的发电收益。

不是所有风电机组都是分布式风电机组

也许,你注意到了风电机组能力的重要性,那么这就到了请你认知风电机组的一步。这也是需要特别提醒和强调的一步,因为不是所有的风电机组都是分布式风电机组,至于道理,就摆在明面。

分布式风电的机组会立在居民社区、田间地头、楼前屋后、港口码头,以及人口集中、工业密集的区域,那么什么最重要?第一,当然是安全!其次是低噪音和电网友好性。

远景能源是我国首家发布分布式智能风电机组的技术公司,不妨了解一下这款分布式风电机组的安全性能。需要补充的一点是,远景能源在几千台机组的运行业绩中没有出现过一起重大安全事故,这是远景能源区别于友商的安全业绩,不服不行。

在这个安全设计的基础上,远景能源分布式智能风电机组加装了更多先进的传感设备。比如在叶片、塔筒以及关键连接部分加装的智能传感器,使得叶片、塔筒等结构件以及齿轮件等传动系,都具备了一套完整的智能检测系统。尤其是在机组机头罩内还安装了远景能源自主研发的独有激光测风雷达系统,能够精准规避风险,大幅度抑制风速湍流对机组机械结构的潜在冲击和影响,从而确保这样一个庞然大物的运行获得了航空级的安全性能。

值得一提的是,远景能源激光测风雷达安装在机头,不受叶片遮挡的影响,测风数据不间断,可为控制系统精准追风、实现最优风能捕获,且具备了良好的气象环境适应性。即便在极端的雨雪遮挡场景下,机组控制系统仍能得到实际风况信息,多发2%以上的电量。

再来看远景能源分布式智能风电机组的降噪表现。在分布式风电场景中,机组噪音成为风电机组设计的严格指标,静音运行成为分布式风电场景的刚需。来自美国航空航天局(NASA)的一项研究成果显示,猫头鹰之所以成为“静音”之王,主要得益于羽毛对空气旋涡的碎涡效果,也就是当气流经过翅膀后缘发生涡旋脱落分离时,后缘穗状须边使得涡旋脱离更加离散,大大抑制了涡流脱离过程中引起的气动噪声,这是猫头鹰在夜间安静飞行来捕捉猎物的秘密。

远景能源借鉴“猫头鹰静音”的灵感,通过仿生学原理设计分布式风电机组叶片,叶片翼型加装了锯齿尾缘,使气体分离的涡流变得非常小,有效降低了机组运行时的噪音。在机组静音设计上,远景能源还通过大扭矩的齿轮箱技术,降低了叶轮的旋转速度,进而显著降低气流声音。正是创新设计和技术的使用,使远景能源分布式智能风电机组比传统机型降低70%的噪音,大大提升环境友好性。

非常需要强调的是,远景能源分布式智能风电机组的电网友好性。

传统机组的并网设备非常复杂,也非常昂贵。一般而言,每台机组都需要配备箱变,很多场景下风电场还需要配置开关站,这些成本分摊在集中式风电场是可以接受的,但如果压到仅有一台独立主体风电机组或几台机组的风电场,这就成为分布式风电难以承受的成本之重。

常规风电机组的出口电压为690伏,需要额外为其配备占地面积30平方米的箱式变压器,再加上配套电缆的线路通道,占地面积会更多。为节省用地,又要考虑防火安全,有些常规风电机组将干式变压器放置到塔筒底部或机组内部,从成本的角度来看,这不是最优的选择。

远景能源分布式智能风电机组的电网友好性在于,其发电机的直接出口电压即为10千伏,可无缝连接配电网。

另外,机内配备的集成智能接入装置,无需传统开关站所占的几百平方米土地,以10千伏接入时,机组外完全实现零占地,同时也规避了火灾以及机组外安装电气设备的潜在风险。

假若你的分布式风电场使用了这样的智能分布式风电机组,也就基本解决了机组维护的问题。因为,远景能源分布式智能风电机组自带智能维护光环,其维护性体现在状态可视,所有故障都可被提前预警,不存在非计划性维护。

当然,这是设计的结果。

远景能源分布式智能风电机组采用全风冷设计,免除液冷系统复杂的维护需求,而且增加关键螺栓连接防松设计和安全裕度,不但延长了维护周期,也减少维护工作量,比如变桨、偏航、轴承完全自动润滑,大大降低对维护人员的需求和要求。

更重要的一点在于,智能监控方案可实时精确感知机组各部件状态,并通过EnOSTM构建云端数据分析管理系统一键报表,让专家系统在云端管理全面维护计划,主动推送状态维护通知。这样,你就省心多了,只需要在关键的时候出现足矣。

写到这儿,笔者已然明白,即便再写千言万语,也许不如一句话更有意义:你也可以有一个既能为你挣钱,也能让你的生活有诗和远方的电源。

这,也给了更多人选择电力颜色的机会。

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